JP2006207459A - Cooling structure of internal combustion engine and waterway forming member - Google Patents

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JP2006207459A JP2005020027A JP2005020027A JP2006207459A JP 2006207459 A JP2006207459 A JP 2006207459A JP 2005020027 A JP2005020027 A JP 2005020027A JP 2005020027 A JP2005020027 A JP 2005020027A JP 2006207459 A JP2006207459 A JP 2006207459A
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Masao Yasukawa
雅夫 安川
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Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure of an internal combustion engine and a waterway forming member for providing its structure, capable of highly efficiently and uniformly cooling mutual these cylinder bores, even in a multicylinder engine without having a cooling water passage between the respective cylinder bores. <P>SOLUTION: A jacket partition 12 is installed in a water jacket of a cylinder block. The inside of this water jacket is partitioned into an upper side waterway 26 for directly contacting cooling water with a cylinder barrel 2, a lower side waterway 24 for flowing the cooling water in a state of shielding heat from the cylinder barrel 2, and a Siamese waterway 16 extending vertically upward along a Siamese part of the cylinder block and communicating with the lower side waterway 24. The Siamese part of the cylinder block is effectively cooled by making a part of the cooling water in the lower side waterway 24 maintained at the low temperature by shielding the heat from the cylinder barrel 2 flow in the Siamese waterway 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車用エンジン等の内燃機関を冷却水によって冷却するための構造及びその構造を得るために冷却水通路(以下、ウォータジャケットという)内に配設される水路形成部材に係る。特に、本発明は、内燃機関の冷却を高効率で且つ均一に行うための対策に関する。   The present invention relates to a structure for cooling an internal combustion engine such as an automobile engine with cooling water and a water channel forming member disposed in a cooling water passage (hereinafter referred to as a water jacket) in order to obtain the structure. In particular, the present invention relates to a measure for efficiently and uniformly cooling an internal combustion engine.
従来より、自動車用等として適用される多気筒エンジンにあっては、その小型軽量化や全長(シリンダ列方向の長さ)の短縮化を図るために、シリンダブロックにおいて互いに隣り合うシリンダボア同士を結合した所謂「サイアミーズ構造」のものが知られている。   Conventionally, in a multi-cylinder engine used for automobiles, etc., cylinder bores adjacent to each other in a cylinder block are connected in order to reduce the size and weight and shorten the overall length (length in the cylinder row direction). The so-called “Siamese structure” is known.
このサイアミーズ構造のシリンダブロックは、各シリンダボア間(隣り合うシリンダボア同士が最も近接する領域、以下、この部分をサイアミーズ部と呼ぶ)の寸法が短いため、一般には、このサイアミーズ部には冷却水路が形成されていない。このため、特に、このサイアミーズ部での温度上昇が懸念されるものである。特に、燃焼室からの熱を直接受けるシリンダブロック上端部周辺のサイアミーズ部にあってはかなり高温になる。   The cylinder block of this siamese structure has a short dimension between each cylinder bore (the area where adjacent cylinder bores are closest to each other, hereinafter this part is called a siamese part), so generally a cooling water channel is formed in this siamese part. It has not been. For this reason, in particular, there is a concern about an increase in temperature at the siamese portion. In particular, in the siamese portion around the upper end of the cylinder block that directly receives heat from the combustion chamber, the temperature becomes considerably high.
近年、普及しつつあるアルミニウム合金製のシリンダブロックの場合、200℃を越えるとその材料強度が十分に得られなくなる可能性があるが、このアルミニウム合金製のシリンダブロックにサイアミーズ構造を採用した場合には、上記サイアミーズ部上端部において200℃を越える可能性があり、また周囲との温度差から熱歪みが懸念される。この熱歪みが生じた場合、シリンダボアの真円度が悪化して、ピストンリングとシリンダ内壁(シリンダライナ内面)との隙間から潤滑オイルが燃焼室内に流れ込んでオイル消費量が増大したり、ブローバイガスの量が大幅に増大してしまう等といった不具合を招くことになる。図12は、サイアミーズ構造のシリンダブロックを使用したエンジンを運転した場合のサイアミーズ部周辺の温度分布(シリンダ列方向に対して直交する断面における温度分布)の一例を示している。また、図13は、同部分のウォータジャケット内における冷却水の流速分布の一例を示している。図12から明らかなように、サイアミーズ部の上端部では200℃近くに達しており、この部分での熱歪みが懸念される状況となっている。また、シリンダブロックの冷却性能はウォータジャケット内における冷却水の流速によって左右されるが、図13から判るようにシリンダブロックの上端部付近では冷却水の流速が低く、これも、サイアミーズ部上端部の冷却を十分に行うことができない要因の一つになっている。   In the case of a cylinder block made of aluminum alloy, which has become widespread in recent years, there is a possibility that the material strength cannot be sufficiently obtained when the temperature exceeds 200 ° C. However, when a siamese structure is adopted for this cylinder block made of aluminum alloy May exceed 200 ° C. at the upper end of the siamese part, and there is a concern about thermal distortion due to a temperature difference from the surroundings. When this thermal distortion occurs, the roundness of the cylinder bore deteriorates, and lubricating oil flows into the combustion chamber from the gap between the piston ring and the inner wall of the cylinder (the inner surface of the cylinder liner), resulting in increased oil consumption or blow-by gas. This leads to a problem such as a large increase in the amount of. FIG. 12 shows an example of the temperature distribution around the siamese portion (temperature distribution in a cross section orthogonal to the cylinder row direction) when an engine using a cylinder block having a siamese structure is operated. FIG. 13 shows an example of the flow rate distribution of the cooling water in the water jacket of the same part. As is clear from FIG. 12, the upper end portion of the siamese portion reaches nearly 200 ° C., and there is a concern about thermal distortion in this portion. The cooling performance of the cylinder block depends on the flow rate of the cooling water in the water jacket. As can be seen from FIG. 13, the flow rate of the cooling water is low near the upper end of the cylinder block. This is one of the factors that cannot provide sufficient cooling.
この点に鑑み、下記の特許文献1及び特許文献2では、サイアミーズ構造のシリンダブロックに対し、サイアミーズ部の一部分を横断するように冷却水通路を形成し、この冷却水通路に冷却水を流すことによってサイアミーズ部の冷却が行えるようにした提案がなされている。また、下記の特許文献3には、サイアミーズ部を横断するように鋳込まれた板ケレンの両端をウォータジャケットに突出させ、その突出部分のうちサイアミーズ部に近い箇所に水平方向に貫通する通水孔を形成した構成が開示されている。つまり、この通水孔に冷却水を案内することによってサイアミーズ部近傍に冷却水を流れ込ませ、これによりサイアミーズ部の冷却効率が高められるようにしている。
特開平5−321753号公報 特開平6−81644号公報 実開平6−83940号公報
In view of this point, in the following Patent Document 1 and Patent Document 2, a cooling water passage is formed so as to cross a part of the siamese portion with respect to the cylinder block having the siamese structure, and the cooling water is allowed to flow through the cooling water passage. A proposal has been made to enable cooling of the siamese part. Further, in Patent Document 3 below, both ends of a plate kelen cast so as to cross the siamese part are protruded from the water jacket, and water passing through the portion close to the siamese part in the horizontal direction among the protruding parts. A configuration in which holes are formed is disclosed. In other words, the cooling water is introduced into the vicinity of the siamese portion by guiding the cooling water to the water passage hole, thereby improving the cooling efficiency of the siamese portion.
JP-A-5-321753 JP-A-6-81644 Japanese Utility Model Publication No. 6-83940
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示されているようにサイアミーズ部を横断する冷却水通路を形成する場合、この冷却水通路の流路面積をある程度(十分な冷却性能が得られる程度に)確保しながらシリンダライナを含めたシリンダブロックの剛性を高く維持しようとすると、シリンダブロック全長の短縮化を図るには限界がある。   However, when the cooling water passage that crosses the siamese portion is formed as disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the flow passage area of the cooling water passage is set to some extent (so that sufficient cooling performance can be obtained). If the rigidity of the cylinder block including the cylinder liner is to be kept high while ensuring, there is a limit to shortening the overall length of the cylinder block.
一方、特許文献3に開示されているように、板ケレンの両端に通水孔を形成する構成の場合、各シリンダボア同士の間に介在する板ケレンの厚み寸法だけシリンダブロック全長が長くなってしまい(例えば直列6気筒エンジンの場合、シリンダブロック全長は板ケレンの厚み寸法の5倍分も長くなる)、この場合にもシリンダブロック全長の短縮化を図るには限界がある。   On the other hand, as disclosed in Patent Document 3, in the case where the water passage holes are formed at both ends of the plate kelen, the total length of the cylinder block is increased by the thickness dimension of the plate kelen interposed between the cylinder bores. (For example, in the case of an in-line 6-cylinder engine, the total length of the cylinder block is 5 times longer than the thickness of the plate keren). In this case, there is a limit to shortening the total length of the cylinder block.
そればかりでなく、この特許文献3のものでは、冷却水はシリンダ列方向(水平方向)に流れることになるため、特定のシリンダの上端部周辺の冷却性能が劣ってしまうことになる。詳しく説明すると、例えば直列4気筒エンジンの場合、ラジエータからの冷却水はウォータジャケット内を第1番気筒から第4番気筒に向かって水平方向に流れることになる。この際、第1番気筒と第2番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺には比較的温度の低い冷却水が流れる状況となっており、この冷却水の温度とサイアミーズ部の温度との差が大きいためにサイアミーズ部は効率良く冷却される。このサイアミーズ部の上端部周辺を冷却した冷却水は、そのまま水平方向に流れて、第2番気筒と第3番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺を冷却した後に、第3番気筒と第4番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺に流れ込む。この際、既に冷却水はかなりの高温度に達しており、この冷却水の温度とサイアミーズ部(第3番気筒と第4番気筒との間のサイアミーズ部)の温度との差は極端に小さくなっている。このため、この第3番気筒と第4番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺を十分に冷却することは困難になる。   In addition, in the thing of this patent document 3, since cooling water flows in a cylinder row direction (horizontal direction), the cooling performance of the upper end part vicinity of a specific cylinder will be inferior. More specifically, for example, in the case of an in-line four-cylinder engine, the cooling water from the radiator flows in the horizontal direction in the water jacket from the first cylinder to the fourth cylinder. At this time, cooling water having a relatively low temperature flows around the upper end portion of the siamese portion between the first cylinder and the second cylinder. The temperature of the cooling water and the temperature of the siamese portion Since the difference is large, the siamese portion is efficiently cooled. The cooling water that has cooled the periphery of the upper end portion of the siamese portion flows in the horizontal direction as it is, and after cooling the periphery of the upper end portion of the siamese portion between the second cylinder and the third cylinder, It flows into the vicinity of the upper end portion of the siamese portion between the fourth cylinder. At this time, the cooling water has already reached a considerably high temperature, and the difference between the temperature of the cooling water and the temperature of the siamese part (the siamese part between the third and fourth cylinders) is extremely small. It has become. For this reason, it becomes difficult to sufficiently cool the periphery of the upper end portion of the siamese portion between the third cylinder and the fourth cylinder.
尚、上記シリンダブロックに形成されているウォータジャケットは、ガスケットに形成されている開口を経てシリンダヘッドのウォータジャケットに連通しており、シリンダブロックからシリンダヘッドに向かう冷却水の流れが生じるようになっている。つまり、この冷却水の流れ(上方に向かう流れ)によってサイアミーズ部の上端部周辺を冷却することができる構成となっている。しかしながら、上述した如く、シリンダブロックに形成されているウォータジャケット内の冷却水流れの最下流端に位置する気筒(上述の場合は第4番気筒)付近のサイアミーズ部の上端部周辺にはかなり高温度の冷却水が流れており、しかも、その流速はウォータジャケット内の圧力損失等によって低下している。その結果、特定のシリンダの上端部周辺の冷却性能が劣るといった状況を避けることはできない。   The water jacket formed in the cylinder block communicates with the water jacket of the cylinder head through an opening formed in the gasket, so that a flow of cooling water from the cylinder block toward the cylinder head is generated. ing. That is, the periphery of the upper end portion of the siamese portion can be cooled by this cooling water flow (upward flow). However, as described above, the area around the upper end of the siamese portion near the cylinder (fourth cylinder in the above case) located at the most downstream end of the coolant flow in the water jacket formed in the cylinder block is considerably high. Cooling water at a temperature is flowing, and the flow velocity is reduced by a pressure loss in the water jacket. As a result, it is impossible to avoid a situation where the cooling performance around the upper end of a specific cylinder is poor.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各シリンダボア間に冷却水通路を備えない多気筒エンジンであっても、このシリンダボア間を高効率且つ均一に冷却することができる内燃機関の冷却構造及びその構造を得るための水路形成部材を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a highly efficient and uniform cooling between the cylinder bores even in a multi-cylinder engine that does not have a cooling water passage between the cylinder bores. Another object of the present invention is to provide a cooling structure for an internal combustion engine and a water channel forming member for obtaining the structure.
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路を備え、シリンダ列方向に沿って冷却水を流すことによってシリンダを冷却する内燃機関の冷却構造を前提とする。この内燃機関の冷却構造に対し、互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部を、その冷却水通路におけるシリンダ軸線方向のクランク側から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路として形成している。つまり、上記サイアミーズ構造の内燃機関の場合にあっては、シリンダボア同士の境界部分である上記サイアミーズ部近傍においては、その下端近傍位置から上端に向けて冷却水を流通させることによってサイアミ
ーズ部を冷却するようにしている。
In order to achieve the above object, the solution of the present invention includes a cooling water passage formed so as to surround the outer periphery of a cylinder bore of a multi-cylinder internal combustion engine, and allows the cooling water to flow along the cylinder row direction. This presupposes a cooling structure for an internal combustion engine that cools the cylinder. With respect to the cooling structure of the internal combustion engine, the cooling water is circulated through a part of the cooling water passage in the vicinity of the boundary portion between the adjacent cylinder bores from the crank side of the cooling water passage toward the combustion chamber side in the cylinder axial direction. It is formed as a branch waterway. That is, in the case of the internal combustion engine having the Siamese structure, in the vicinity of the Siamese part, which is a boundary part between the cylinder bores, the Siamese part is cooled by circulating cooling water from the position near the lower end toward the upper end. I am doing so.
この特定事項により、燃焼室から離れた位置を流れることで比較的低温度である冷却水通路の下端部分(クランク側)の冷却水をサイアミーズ部近傍に流すことができ、このサイアミーズ部を効果的に冷却できる。また、このサイアミーズ部を冷却するための冷却水を流す分岐水路は、シリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部として形成されており、その流路断面積は比較的小さくなっている。このため、この分岐水路には高い流速で冷却水を流すことができ、サイアミーズ部の冷却効果を高めることができる。このように、本解決手段によれば、サイアミーズ部を横断する冷却水通路を形成することなく、また、冷却水通路の下端近傍位置を流れている比較的低温度の冷却水をサイアミーズ部の上端に向けて流すことができるため、シリンダブロック全長の短縮化を図りながらも、シリンダブロックの上端部分(燃焼室側)を効率良く冷却することが可能になりシリンダブロック全体を均一に冷却することができる。   By this specific matter, the coolant at the lower end (crank side) of the coolant passage having a relatively low temperature can flow near the siamese part by flowing away from the combustion chamber. Can be cooled. Further, the branch water channel for flowing the cooling water for cooling the siamese portion is formed as a part of the cooling water passage in the vicinity of the boundary portion between the cylinder bores, and the flow passage cross-sectional area is relatively small. For this reason, a cooling water can be flowed at this branch water channel with a high flow velocity, and the cooling effect of a siamese part can be heightened. As described above, according to the present solution, the cooling water passage crossing the siamese portion is not formed, and the relatively low temperature cooling water flowing in the vicinity of the lower end of the cooling water passage is passed through the upper end of the siamese portion. Therefore, it is possible to efficiently cool the upper end portion (combustion chamber side) of the cylinder block while uniformly shortening the entire cylinder block, while shortening the overall length of the cylinder block. it can.
上記各水路の構成としてより具体的には以下のものが掲げられる。つまり、冷却水通路を、シリンダ列方向に沿って延びる仕切部材により、シリンダボアの燃焼室側部分(直列エンジンの場合には上側部分)をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路と、シリンダボアのクランク側部分(直列エンジンの場合には下側部分)をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路とに区画する一方、分岐水路を上記クランク側水路に連通して形成している。   More specifically, the following can be listed as the configuration of each water channel. That is, the cooling water passage is formed by a partition member extending along the cylinder row direction, and the combustion chamber side water passage for flowing the cooling water along the cylinder row direction through the combustion chamber side portion (in the case of an in-line engine) of the cylinder bore. The cylinder bore crank side portion (lower portion in the case of an in-line engine) is partitioned into a crank side water passage for flowing cooling water along the cylinder row direction, and a branch water passage is formed in communication with the crank side water passage. ing.
このように各水路を形成するために冷却水通路内には水路形成部材が配設されている。そして、上記燃焼室側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側の側壁との間で形成されている一方、クランク側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側とは反対側の側壁との間で形成されている。   Thus, in order to form each water channel, the water channel formation member is arrange | positioned in the cooling water channel. The combustion chamber side water passage is formed between the water passage forming member and the side wall of the cooling water passage on the cylinder bore side, while the crank side water passage is opposite to the cylinder bore side in the water passage forming member and the cooling water passage. It is formed between the side walls.
この特定事項によれば、燃焼室側水路を流れる冷却水は、シリンダボア側の側壁に直接的に接触されてシリンダボアを冷却する。このシリンダボアの燃焼室側部分は燃焼室が近いため比較的高温度になっており、冷却水との温度差を大きく取ることができて各気筒それぞれにおいて効果的に冷却が行われる。一方、クランク側水路を流れる冷却水は、シリンダボア側の側壁から遮熱された状態で流れるため、このクランク側水路を流れている間の温度上昇は僅かである。つまり、このクランク側水路から分岐水路に導入される冷却水の温度を低く維持することができ、サイアミーズ部を効果的に冷却することが可能になる。   According to this specific matter, the cooling water flowing through the combustion chamber side water passage is directly brought into contact with the side wall on the cylinder bore side to cool the cylinder bore. Since the combustion chamber side portion of the cylinder bore is close to the combustion chamber, the temperature is relatively high, and a large temperature difference from the cooling water can be obtained, so that each cylinder is effectively cooled. On the other hand, since the cooling water flowing through the crank side water passage flows in a state of being shielded from the side wall on the cylinder bore side, the temperature rise while flowing through the crank side water passage is slight. That is, the temperature of the cooling water introduced from the crank side water channel into the branch water channel can be kept low, and the siamese portion can be effectively cooled.
尚、上述した各解決手段が適用される内燃機関として具体的にはサイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関が掲げられる。このサイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関は、一般的にシリンダボア同士の間(サイアミーズ部)には冷却水路が形成されないため、このサイアミーズ部での温度上昇が懸念されるものであった。特に、燃焼室からの熱を直接受ける上端部(燃焼室側部分)周辺にあってはかなり高温になることが懸念されていた。このような内燃機関に上述した解決手段を適用することにより、サイアミーズ部、特にその上端部周辺での温度上昇が緩和でき、熱歪み等の不具合を回避することが可能となる。   An internal combustion engine provided with a cylinder block having a siamese structure is specifically mentioned as an internal combustion engine to which each of the above-described solving means is applied. In an internal combustion engine provided with a cylinder block having this siamese structure, a cooling water passage is generally not formed between the cylinder bores (siamese part), and there is a concern that the temperature rises in this siamese part. In particular, there is a concern that the temperature may be considerably high around the upper end (combustion chamber side portion) that directly receives heat from the combustion chamber. By applying the solution described above to such an internal combustion engine, the temperature rise in the siamese portion, particularly in the vicinity of the upper end thereof can be mitigated, and problems such as thermal distortion can be avoided.
尚、上記冷却構造を得るために冷却水通路内に配設される水路形成部材も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路の内部に配設されて、この冷却水通路内に複数の水路を区画形成するための水路形成部材であって、シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路を形成する燃焼室側水路形成部と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路を形成するクランク側水路形成部
と、このクランク側水路に連通し且つ互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分において冷却水通路のクランク側位置から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路を形成する分岐水路形成部とを備えたものである。
Incidentally, the water channel forming member disposed in the cooling water passage in order to obtain the cooling structure is also within the scope of the technical idea of the present invention. That is, a water passage forming member that is disposed inside a cooling water passage formed so as to surround the outer periphery of a cylinder bore of a multi-cylinder internal combustion engine and forms a plurality of water passages in the cooling water passage. A combustion chamber side water passage forming portion for forming a combustion chamber side water passage for flowing cooling water along the cylinder row direction in the combustion chamber side portion of the cylinder bore, and a crank for flowing cooling water along the cylinder row direction in the crank side portion of the cylinder bore A crank-side water channel forming part that forms a side water channel, and a branch water channel that circulates the cooling water from the crank-side position of the cooling water passage toward the combustion chamber side at the boundary portion between the cylinder bores that communicate with the crank-side water channel and are adjacent to each other And a branch water channel forming part that forms
本発明では、燃焼室から離れた位置を流れることで比較的低温度である冷却水をシリンダボア間の燃焼室近傍付近に流すことができ、サイアミーズ構造の内燃機関にあっては、そのサイアミーズ部を効果的に冷却することができる。また、このサイアミーズ部を冷却するための冷却水を流す分岐水路は、シリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部として形成されており、その流路断面積は比較的小さくなっているため、この分岐水路には高い流速で冷却水を流すことができ、サイアミーズ部の冷却効果を高めることができて、シリンダブロックを均一に冷却することができる。   In the present invention, the coolant at a relatively low temperature can flow near the combustion chamber between the cylinder bores by flowing away from the combustion chamber. In an internal combustion engine having a siamese structure, the siamese portion is It can be cooled effectively. Further, the branch water channel for flowing the cooling water for cooling the siamese portion is formed as a part of the cooling water passage in the vicinity of the boundary portion between the cylinder bores, and the flow passage cross-sectional area is relatively small. In this branch water channel, the cooling water can be flowed at a high flow rate, the cooling effect of the siamese portion can be enhanced, and the cylinder block can be uniformly cooled.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、サイアミーズ構造で成る自動車用直列4気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to an in-line four-cylinder gasoline engine for automobiles having a siamese structure will be described.
−シリンダブロックの構成−
図1は、本実施形態に係る直列4気筒エンジンの各シリンダボア4,4,…及びその周辺部を示すシリンダブロック1の平面図であって、シリンダ列とウォータジャケット(冷却水通路)6の配置状態とを示している(シリンダブロック1の外縁形状については省略している)。図2は、本実施形態の特徴とする部材であって上記ウォータジャケット6内部に装着されるジャケットパーティション(水路形成部材)12を示す側面図である。図3は、図2におけるIII矢視図である。ここでは、図1において左端に位置する気筒を第
1番気筒♯1とし、その右側に位置する気筒を第2番気筒♯2、更に、その右側に位置する気筒を第3番気筒♯3、そして、右端に位置する気筒を第4番気筒♯4として説明する。また、図1における下側を吸気側とし、上側を排気側として説明する。気筒番号や吸排気の形態はこれに限るものではない。
−Cylinder block configuration−
FIG. 1 is a plan view of a cylinder block 1 showing the cylinder bores 4, 4,... Of the in-line four-cylinder engine according to the present embodiment and the periphery thereof, and the arrangement of cylinder rows and a water jacket (cooling water passage) 6 is shown. (The outer edge shape of the cylinder block 1 is omitted). FIG. 2 is a side view showing a jacket partition (water channel forming member) 12 which is a characteristic feature of the present embodiment and is mounted inside the water jacket 6. 3 is a view taken in the direction of arrow III in FIG. Here, the cylinder located at the left end in FIG. 1 is the first cylinder # 1, the cylinder located on the right side is the second cylinder # 2, and the cylinder located on the right side is the third cylinder # 3. The cylinder located at the right end will be described as the fourth cylinder # 4. Further, the lower side in FIG. 1 will be described as the intake side, and the upper side will be described as the exhaust side. The cylinder number and the form of intake and exhaust are not limited to this.
本実施形態に係る直列4気筒エンジンの構成部材であるシリンダブロック1は、アルミニウム合金製であって、図1に示すように、直列状態で配置された4個のシリンダバレル2,2,…が一体成形されて成るサイアミーズシリンダバレル3を備えている。そして、各シリンダバレル2,2,…の内面にはシリンダボア4の内面を形成するシリンダライナ5がそれぞれ鋳込まれている(図1におけるIV-IV線に沿った断面図である図4参照)。   A cylinder block 1 which is a constituent member of an in-line four-cylinder engine according to the present embodiment is made of an aluminum alloy, and as shown in FIG. 1, four cylinder barrels 2, 2,. A Siamese cylinder barrel 3 formed integrally is provided. And the cylinder liner 5 which forms the inner surface of the cylinder bore 4 is cast in each inner surface of each cylinder barrel 2, 2, ... (refer FIG. 4 which is sectional drawing along the IV-IV line in FIG. 1). .
また、本実施形態に係るシリンダブロック1は、オープンデッキ型に構成されている。つまり、シリンダブロック1の頂面(シリンダヘッド10(図4参照)の組み付け面)にウォータジャケット6が開放されていると共に、このウォータジャケット6が、上記サイアミーズシリンダバレル3の略全周囲を囲むようにシリンダブロック1の外壁とサイアミーズシリンダバレル3との間に形成されている。   Moreover, the cylinder block 1 which concerns on this embodiment is comprised by the open deck type. That is, the water jacket 6 is opened to the top surface of the cylinder block 1 (the assembly surface of the cylinder head 10 (see FIG. 4)), and the water jacket 6 surrounds substantially the entire circumference of the siamese cylinder barrel 3. Formed between the outer wall of the cylinder block 1 and the siamese cylinder barrel 3.
つまり、このウォータジャケット6は、図1の如く、各シリンダバレル2,2,…の外周面である円筒面形状に沿って延びるメインジャケット領域Aと、互いに隣り合うシリンダバレル2,2同士の間に形成されて冷却水の流れ方向が変化するサイアミーズジャケット領域B(平面視において略V字状の凹部で形成された領域)とを備えた構成となっている。   That is, as shown in FIG. 1, the water jacket 6 has a main jacket region A extending along the cylindrical surface shape that is the outer peripheral surface of each cylinder barrel 2, 2,. And a Siamese jacket region B (region formed by a substantially V-shaped recess in plan view) in which the flow direction of the cooling water changes.
また、ウォータジャケット6には、図示しないラジエータからの冷却水が導入される冷却水入口通路61がシリンダ列方向の一端側(図1における左端側)、つまり、第1番気
筒♯1の近傍に形成されている。そして、ウォータジャケット6における冷却水の主な流れとしては、この冷却水入口通路61から導入された冷却水が各シリンダバレル2,2,…の配列方向に沿ってサイアミーズシリンダバレル3の片側(図1における下側である吸気側)を第1番気筒♯1から第4番気筒♯4に向かって流れ、この第4番気筒♯4の外周囲に沿って流れ方向が反転した後、再び、各シリンダバレル2,2,…の配列方向に沿ってサイアミーズシリンダバレル3の他方の片側(図1における上側である排気側)を第1番気筒♯1に向かって流れるようになっている(その他の流れ(分岐流)については後述する)。そして、この第1番気筒♯1の周囲に戻った冷却水は、この第1番気筒♯1の近傍に形成された出口8,9からシリンダヘッド10に向かって導出されることになる。シリンダブロック1とシリンダヘッド10との間にはガスケット11(図4参照)が介在されており、上記出口8,9は、このガスケット11及びシリンダヘッド10にそれぞれ形成されていて、シリンダブロック1からシリンダヘッド10に向かって冷却水の導入が可能となっている。
Further, the water jacket 6 has a cooling water inlet passage 61 into which cooling water from a radiator (not shown) is introduced at one end side in the cylinder row direction (left end side in FIG. 1), that is, in the vicinity of the first cylinder # 1. Is formed. And as a main flow of the cooling water in the water jacket 6, the cooling water introduced from this cooling water inlet passage 61 is one side of the Siamese cylinder barrel 3 along the arrangement direction of the cylinder barrels 2, 2,. 1) from the first cylinder # 1 toward the fourth cylinder # 4, and the flow direction is reversed along the outer periphery of the fourth cylinder # 4. The other side of the siamese cylinder barrel 3 (the exhaust side which is the upper side in FIG. 1) flows toward the first cylinder # 1 along the arrangement direction of the cylinder barrels 2, 2,. The flow (branch flow) will be described later). Then, the cooling water that has returned to the periphery of the first cylinder # 1 is led out toward the cylinder head 10 through outlets 8 and 9 formed in the vicinity of the first cylinder # 1. A gasket 11 (see FIG. 4) is interposed between the cylinder block 1 and the cylinder head 10, and the outlets 8 and 9 are formed in the gasket 11 and the cylinder head 10, respectively. Cooling water can be introduced toward the cylinder head 10.
−ジャケットパーティション12の構成−
次に、上記ウォータジャケット6の内部に装着されるジャケットパーティション12(以下、単にパーティションと呼ぶ)について上記図1〜図3及び図4〜図7を用いて説明する。尚、図4は図1におけるIV-IV線に沿った断面図、図5は図1におけるV−V線に
沿った断面図、図6は図1におけるVI-VI線に沿った断面図であり、図7は図6におけるVII-VII線に対応した位置の断面図である。
−Configuration of jacket partition 12−
Next, the jacket partition 12 (hereinafter simply referred to as a partition) mounted inside the water jacket 6 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 to 7. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 1, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a position corresponding to the line VII-VII in FIG.
これら図に示すように、パーティション12は、耐熱性を有する合成樹脂により一体成形されていると共に、ウォータジャケット6の全周囲に亘って嵌め込まれて、このウォータジャケット6の内部に複数の水路を区画形成している。以下、このパーティション12の形状及びこのパーティション12により区画形成される水路について説明する。   As shown in these drawings, the partition 12 is integrally formed of a synthetic resin having heat resistance, and is fitted over the entire circumference of the water jacket 6, and a plurality of water channels are defined inside the water jacket 6. Forming. Hereinafter, the shape of the partition 12 and the water channel formed by the partition 12 will be described.
パーティション12は、その高さ寸法(図2における寸法H)がウォータジャケット6の高さ寸法に対して略一致して設定されている。このため、図5及び図6に示すように、このパーティション12をウォータジャケット6の内部に挿入した状態で上記ガスケット11及びシリンダヘッド10をシリンダブロック1に組み付けると、ウォータジャケット6の底部にパーティション12の下端19が、ガスケット11の下面にパーティション12の上端20がそれぞれ当接した状態で高さ方向に略位置決めができる状態となる。   The partition 12 is set such that its height dimension (dimension H in FIG. 2) substantially matches the height dimension of the water jacket 6. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, when the gasket 11 and the cylinder head 10 are assembled to the cylinder block 1 with the partition 12 inserted into the water jacket 6, the partition 12 is formed at the bottom of the water jacket 6. The lower end 19 of the partition 12 is in a state where it can be positioned substantially in the height direction with the upper end 20 of the partition 12 in contact with the lower surface of the gasket 11.
そして、このパーティション12は、その主要部として、上下方向の中央部よりも上側のアッパ部(上側水路形成部)27と、下側のロア部(下側水路形成部)28とを備えていると共に、このアッパ部27の下端とロア部28の上端との境界部分で水平方向に延びる隔壁21を備えている。これにより、ウォータジャケット6の内部には、上記隔壁21よりも上側でアッパ部27とウォータジャケット外壁との間に形成される上側水路(燃焼室側水路)26と、上記隔壁21よりも下側でロア部28とウォータジャケット内壁との間に形成される下側水路(クランク側水路)24とがウォータジャケット6の略全周囲に亘って形成されている。尚、上記冷却水入口通路61の周辺にあっては隔壁21が形成されておらず、この冷却水入口通路61に導入された冷却水が、第1番気筒♯1のところで上側水路26及び下側水路24に分流される構成となっている。この各水路24,26に分流された冷却水は互いに合流されることなく、後述する経路を経てそれぞれ出口8,9からシリンダヘッド10のウォータジャケットに流れ込むようになっている(詳しくは後述する)。   And this partition 12 is provided with the upper part (upper water channel formation part) 27 above a center part of an up-down direction, and the lower part (lower water channel formation part) 28 below as a main part. In addition, a partition wall 21 extending horizontally is provided at a boundary portion between the lower end of the upper portion 27 and the upper end of the lower portion 28. As a result, the water jacket 6 has an upper water channel (combustion chamber side water channel) 26 formed between the upper portion 27 and the water jacket outer wall above the partition wall 21, and a lower side than the partition wall 21. Thus, a lower water passage (crank side water passage) 24 formed between the lower portion 28 and the inner wall of the water jacket is formed over substantially the entire periphery of the water jacket 6. Incidentally, the partition wall 21 is not formed around the cooling water inlet passage 61, and the cooling water introduced into the cooling water inlet passage 61 passes through the upper water passage 26 and the lower water in the first cylinder # 1. It is configured to be diverted to the side water channel 24. The cooling water divided into the water channels 24 and 26 is not merged with each other, and flows into the water jacket of the cylinder head 10 from the outlets 8 and 9 through the paths described later (details will be described later). .
また、この冷却水入口通路61と上記出口9との間には仕切部35が上下方向の全体に亘って形成されており、この仕切部35の外周部はウォータジャケット6の外壁の内面(以下、外壁という)6aに当接している。これにより、冷却水入口通路61から導入され
た冷却水が上記出口8,9に短絡することなしに上記上側水路26及び下側水路24の全体に亘って流通するようになっている。
Further, a partition 35 is formed across the entire vertical direction between the cooling water inlet passage 61 and the outlet 9, and the outer periphery of the partition 35 is the inner surface of the outer wall of the water jacket 6 (hereinafter referred to as the “outer wall”). (Referred to as outer wall) 6a. As a result, the cooling water introduced from the cooling water inlet passage 61 flows through the entire upper water passage 26 and the lower water passage 24 without short-circuiting the outlets 8 and 9.
図2に示すように、上側水路26は、隔壁21によって下側水路24から隔離された状態のままガスケット11及びシリンダヘッド10に亘って形成された一方の出口8に連通している。つまり、冷却水入口通路61から上側水路26に分流された冷却水は、図2及び図3に矢印Uで示すように、第1気筒♯1の吸気側→第2気筒♯2の吸気側→第3気筒♯3の吸気側→第4気筒♯4の吸気側及び排気側→第3気筒♯3の排気側→第2気筒♯2の排気側→第1気筒♯1の排気側の順に流れて出口8からシリンダヘッド10のウォータジャケットに導出されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the upper water channel 26 communicates with one outlet 8 formed across the gasket 11 and the cylinder head 10 while being separated from the lower water channel 24 by the partition wall 21. That is, the cooling water that is diverted from the cooling water inlet passage 61 to the upper water passage 26 is, as indicated by the arrow U in FIGS. 2 and 3, the intake side of the first cylinder # 1 → the intake side of the second cylinder # 2 → It flows in the order of the intake side of the third cylinder # 3 → the intake side and the exhaust side of the fourth cylinder # 4 → the exhaust side of the third cylinder # 3 → the exhaust side of the second cylinder # 2 → the exhaust side of the first cylinder # 1. The outlet 8 is led out to the water jacket of the cylinder head 10.
同様に、下側水路24は、隔壁21によって上側水路26から隔離された状態のままガスケット11及びシリンダヘッド10に亘って形成された他方の出口9に連通している。つまり、冷却水入口通路61から下側水路24に分流された冷却水の大部分は、図2及び図3に矢印Lで示すように、第1気筒♯1の吸気側→第2気筒♯2の吸気側→第3気筒♯3の吸気側→第4気筒♯4の吸気側及び排気側→第3気筒♯3の排気側→第2気筒♯2の排気側→第1気筒♯1の排気側の順に流れて出口9からシリンダヘッド10のウォータジャケットに導出されるようになっている。尚、この下側水路24から分流された冷却水の一部は、後述するようにサイアミーズ部13を冷却するための専用の冷却水として更に分流されるようになっている(図2における矢印D参照)。   Similarly, the lower water channel 24 communicates with the other outlet 9 formed across the gasket 11 and the cylinder head 10 while being separated from the upper water channel 26 by the partition wall 21. That is, most of the cooling water diverted from the cooling water inlet passage 61 to the lower water passage 24 is, as indicated by the arrow L in FIGS. 2 and 3, the intake side of the first cylinder # 1 → the second cylinder # 2. Intake side → intake side of third cylinder # 3 → intake side and exhaust side of fourth cylinder # 4 → exhaust side of third cylinder # 3 → exhaust side of second cylinder # 2 → exhaust of first cylinder # 1 It flows in the order of the side and is led out from the outlet 9 to the water jacket of the cylinder head 10. Note that a part of the cooling water diverted from the lower water channel 24 is further diverted as dedicated cooling water for cooling the siamese portion 13 as will be described later (arrow D in FIG. 2). reference).
以下、このパーティション12により区画形成される水路の各部の断面形状について説明する。   Hereinafter, the cross-sectional shape of each part of the water channel defined by the partition 12 will be described.
<冷却水入口通路61の近傍の断面形状>
上記冷却水入口通路61の近傍における水路の断面形状では、図4に示すように、パーティション12の上側部分に比較的大型の開口29が形成されており、この開口29によって第1番気筒♯1のシリンダバレル2の吸気側外面の上側部分(燃焼室に近い部分)が冷却できるようになっている。また、この部分における段部62は他の部分におけるジャケット底に相当する部分であり、冷却水入口通路61がジャケット底よりも低い場合にパーティション12の下側部分が流れを妨げないように、その下端19はこの段部62に対向している。更に、パーティション12は、その内面が第1番気筒♯1のシリンダバレル2の下側部分の外面に当接または近接しており、このパーティション12によってシリンダバレル2の下側部分が冷却されることを防いでいる。
<Cross-sectional shape near the cooling water inlet passage 61>
In the cross-sectional shape of the water channel in the vicinity of the cooling water inlet passage 61, a relatively large opening 29 is formed in the upper portion of the partition 12, as shown in FIG. The upper portion (portion close to the combustion chamber) of the outer surface of the intake side of the cylinder barrel 2 can be cooled. Further, the step portion 62 in this portion is a portion corresponding to the jacket bottom in the other portion, and the lower portion of the partition 12 does not hinder the flow when the cooling water inlet passage 61 is lower than the jacket bottom. The lower end 19 faces the step portion 62. Further, the inner surface of the partition 12 is in contact with or close to the outer surface of the lower portion of the cylinder barrel 2 of the first cylinder # 1, and the lower portion of the cylinder barrel 2 is cooled by the partition 12. Is preventing.
<メインジャケット領域Aの断面形状>
メインジャケット領域Aの断面形状では、図5に示すように、上述した如く、ウォータジャケット6の内部がパーティション12の隔壁(仕切部材)21によって上側水路26と下側水路24とに区画されている。この部分での特徴の一つとして、パーティション12における隔壁21よりも上側のアッパ部27は、その外面がウォータジャケット6の外壁面6aに当接または近接しており、これによって、アッパ部27の内面27aとシリンダバレル2の外面2aとの間で上記上側水路26が形成されている。つまり、この部分では、この上側水路26を流れる冷却水がシリンダバレル2に直接接触してその外面2aの上側部分(燃焼室に近い部分)を冷却する構成となっている。一方、この部分におけるもう一つの特徴として、パーティション12における隔壁21よりも下側のロア部28は、その内面がシリンダバレル2の外面に当接または近接しており、これによって、ロア部28の外面28aとウォータジャケット6の外壁面6aとの間で上記下側水路24が形成されている。つまり、この部分では、この下側水路24を流れる冷却水がシリンダバレル2に直接接触することなく、シリンダバレル2から遮熱された状態でウォータジャケット6を流れていく構成となっている。
<Cross-sectional shape of main jacket region A>
In the cross-sectional shape of the main jacket region A, as shown in FIG. 5, as described above, the interior of the water jacket 6 is partitioned into an upper water channel 26 and a lower water channel 24 by a partition wall (partition member) 21 of the partition 12. . As one of the features in this portion, the upper portion 27 of the partition 12 above the partition wall 21 has an outer surface that is in contact with or close to the outer wall surface 6 a of the water jacket 6. The upper water channel 26 is formed between the inner surface 27 a and the outer surface 2 a of the cylinder barrel 2. That is, in this portion, the cooling water flowing through the upper water passage 26 is in direct contact with the cylinder barrel 2 to cool the upper portion (portion close to the combustion chamber) of the outer surface 2a. On the other hand, as another feature of this portion, the lower portion 28 below the partition wall 21 in the partition 12 has an inner surface that is in contact with or close to the outer surface of the cylinder barrel 2. The lower water channel 24 is formed between the outer surface 28 a and the outer wall surface 6 a of the water jacket 6. That is, in this portion, the cooling water flowing through the lower water passage 24 does not directly contact the cylinder barrel 2 but flows through the water jacket 6 while being shielded from the cylinder barrel 2.
<サイアミーズジャケット領域Bの断面形状>
サイアミーズジャケット領域Bの断面形状では、図6及び図7に示すように、ウォータジャケット6の内部がパーティション12の隔壁21によって上側水路26と下側水路24とに区画されているばかりでなく、このパーティション12とサイアミーズ部13との間で鉛直方向に延びるサイアミーズ部冷却専用のサイアミーズ水路(分岐流路)16が形成されている。以下、これら水路について説明する。
<Cross-sectional shape of Siamese jacket region B>
In the cross-sectional shape of the siamese jacket region B, as shown in FIGS. 6 and 7, the interior of the water jacket 6 is not only divided into an upper water channel 26 and a lower water channel 24 by a partition wall 21 of the partition 12. A siamese water channel (branch channel) 16 dedicated to cooling the siamese part extending in the vertical direction between the partition 12 and the siamese part 13 is formed. Hereinafter, these waterways will be described.
パーティション12における隔壁21よりも上側のアッパ部27は、ウォータジャケット6の幅方向(図6における左右方向)の中央部に位置しており、これによって、アッパ部27の外面27bとウォータジャケット6の外壁面6aとの間で上記上側水路26が形成されている。つまり、この部分では、この上側水路26を流れる冷却水がサイアミーズ部13に直接接触することなしにウォータジャケット6を流れていく構成となっている。   The upper portion 27 above the partition wall 21 in the partition 12 is located at the center of the water jacket 6 in the width direction (the left-right direction in FIG. 6), whereby the outer surface 27b of the upper portion 27 and the water jacket 6 The upper water channel 26 is formed between the outer wall surface 6a. That is, in this portion, the cooling water flowing through the upper water channel 26 flows through the water jacket 6 without directly contacting the siamese portion 13.
一方、パーティション12における隔壁21下側のロア部28も、ウォータジャケット6の幅方向(図6における左右方向)の中央部に位置しており、これによって、ロア部28の外面28aとウォータジャケット6の外壁面6aとの間で上記下側水路24が形成されている。つまり、この部分では、上述したメインジャケット領域Aにおける下側水路24と同様に、この下側水路24を流れる冷却水がシリンダバレル2に直接接触することなしにウォータジャケット6を流れていく構成となっている。また、上記アッパ部27とロア部28とは略面一状態で成形されており、その外側に上記上側水路26及び下側水路24をそれぞれ形成していると共に、その内側にはサイアミーズ部13との間で鉛直方向に延びる上記サイアミーズ水路16を形成している。より具体的には、図7にも示すように、メインジャケット領域Aにおいて外面がウォータジャケット6の外壁面6aに当接していたアッパ部27が、ヘッドボルトボス22付近において切り欠かれて上記サイアミーズ水路16を形成するためのパーティション壁(分岐流路形成部)15として形成されている。この形状により、パーティション12を樹脂成形するのに支障を来すことのない形状で(成形時の脱型を可能とする形状で)、上記サイアミーズシリンダバレル3の外周を周回する冷却水の流れと、この流れ方向に直交する方向の流れであるサイアミーズ水路16を上方に向かう冷却水の流れとを仕切るパーティション壁15の形成が可能になる。   On the other hand, the lower portion 28 below the partition wall 21 in the partition 12 is also located at the center in the width direction of the water jacket 6 (the left-right direction in FIG. 6), and thereby the outer surface 28 a of the lower portion 28 and the water jacket 6. The lower water channel 24 is formed with the outer wall surface 6a. That is, in this part, like the lower water channel 24 in the main jacket region A described above, the cooling water flowing through the lower water channel 24 flows through the water jacket 6 without directly contacting the cylinder barrel 2. It has become. Further, the upper portion 27 and the lower portion 28 are formed in a substantially flush state, and the upper water channel 26 and the lower water channel 24 are formed on the outside thereof, respectively, and the siamese portion 13 is formed on the inner side thereof. The Siamese water channel 16 extending in the vertical direction is formed. More specifically, as shown in FIG. 7, the upper portion 27 whose outer surface is in contact with the outer wall surface 6 a of the water jacket 6 in the main jacket region A is cut out in the vicinity of the head bolt boss 22 and the siamese. It is formed as a partition wall (branch channel forming part) 15 for forming the water channel 16. With this shape, the flow of cooling water that circulates around the outer periphery of the siamese cylinder barrel 3 is a shape that does not hinder the resin molding of the partition 12 (a shape that enables demolding during molding). Thus, it is possible to form the partition wall 15 that divides the flow of the cooling water upward in the siamese water channel 16 that is a flow in a direction orthogonal to the flow direction.
そして、このサイアミーズジャケット領域Bの最も特徴とするところは、上記ロア部28の下端近傍位置に、水平方向に貫通して上記下側水路24とサイアミーズ水路16とを連通する冷却水分流開口25が形成されている点にある。つまり、このサイアミーズジャケット領域Bおいては、上記メインジャケット領域Aの下側水路24を流れてきた冷却水の一部が冷却水分流開口25からサイアミーズ水路16に流れ込み、このサイアミーズ水路16を鉛直上方に流れる構成となっている(図2,6,7における矢印D参照)。上述した如く、メインジャケット領域Aにあっては、下側水路24の冷却水はシリンダバレル2に直接接触することなく流れてきているため、比較的温度は低くなっており(上側水路26を流れている冷却水よりも大幅に低いものである)、この比較的低温度の冷却水が冷却水分流開口25を経てサイアミーズ水路16に導入される構成となっている。また、このサイアミーズ水路16の上端に対応して上記ガスケット11には水孔18が形成されており、サイアミーズ水路16の上端に達した冷却水がこの水孔18を経てシリンダヘッド10のウォータジャケットに導出されるようになっている。更に、このサイアミーズ水路16の平面視における断面形状(流路断面形状)は、その下端から上端に亘って略均一な断面積が得られる形状となっている。このため、冷却水分流開口25からサイアミーズ水路16に流れ込んだ冷却水は、サイアミーズ水路16内での流速が高く維持されたまま、その上端からシリンダヘッド10のウォータジャケットに導出されることになる。尚、このサイアミーズ水路16の平面視における断面積は、上記ガスケット11の水孔18の断面積よりも僅かに大きく設計されている。   The most characteristic feature of the Siamese jacket region B is that a cooling water flow opening 25 that penetrates in the horizontal direction and communicates with the lower water passage 24 and the Siamese water passage 16 is provided near the lower end of the lower portion 28. It is in a formed point. In other words, in the Siamese jacket region B, a part of the cooling water that has flowed through the lower water channel 24 of the main jacket region A flows into the Siamese water channel 16 from the cooling water flow opening 25, and the Siamese water channel 16 is moved vertically upward. (See arrow D in FIGS. 2, 6 and 7). As described above, in the main jacket region A, the cooling water in the lower water passage 24 flows without directly contacting the cylinder barrel 2, so that the temperature is relatively low (flows through the upper water passage 26. The cooling water having a relatively low temperature is introduced into the Siamese water channel 16 through the cooling water flow opening 25. Further, a water hole 18 is formed in the gasket 11 corresponding to the upper end of the siamese water channel 16, and the cooling water reaching the upper end of the siamese water channel 16 passes through the water hole 18 to the water jacket of the cylinder head 10. Has been derived. Further, the cross-sectional shape (flow channel cross-sectional shape) of the Siamese water channel 16 in a plan view is a shape in which a substantially uniform cross-sectional area is obtained from the lower end to the upper end. For this reason, the cooling water that has flowed into the siamese water channel 16 from the cooling water flow opening 25 is led out to the water jacket of the cylinder head 10 from its upper end while maintaining a high flow velocity in the siamese water channel 16. The cross-sectional area of the Siamese water channel 16 in plan view is designed to be slightly larger than the cross-sectional area of the water hole 18 of the gasket 11.
−実施形態の効果−
次に、従来のウォータジャケットにおける冷却水の流れと、本実施形態における冷却水の流れとを比較しながら本実施形態の効果について説明する。図8は従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図(図7に相当する図)、図9は従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図(図6に相当する図)である。一方、図10は本実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部13の周辺を示す横断面図、図11は本実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部13の周辺を示す縦断面図である。
-Effect of the embodiment-
Next, the effect of this embodiment will be described while comparing the flow of cooling water in a conventional water jacket with the flow of cooling water in this embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the periphery of a siamese portion of a conventional water jacket (a diagram corresponding to FIG. 7), and FIG. is there. On the other hand, FIG. 10 is a transverse sectional view showing the periphery of the siamese portion 13 of the water jacket according to this embodiment, and FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing the periphery of the siamese portion 13 of the water jacket according to this embodiment.
先ず、従来のウォータジャケットaにあっては、図9における領域Iでの冷却水の流速が高くなっている。この領域Iは、ウォータジャケットaの外側の領域であり、しかも高さ位置の低い(ウォータジャケットの深い)領域となっている。このため、シリンダバレルbの全体を均一に冷却すること、特に、燃焼室に近いシリンダバレルbの上端部分を効果的に冷却することは困難である。また、ガスケットcに形成される水孔dの開口面積を小さくすることによってこの部分での流速を高めることは可能である(図9における領域II)。しかしながら、この流速の高い領域IIをシリンダバレルbの上端部分の広範囲にまで広げることは困難であり、この手段を用いてもシリンダバレルbの全体を均一に冷却することは難しい。   First, in the conventional water jacket a, the flow rate of the cooling water in the region I in FIG. 9 is high. This area | region I is an area | region of the outer side of the water jacket a, and also becomes an area | region where the height position is low (the water jacket is deep). For this reason, it is difficult to cool the whole cylinder barrel b uniformly, in particular, to effectively cool the upper end portion of the cylinder barrel b close to the combustion chamber. Further, it is possible to increase the flow velocity in this portion by reducing the opening area of the water hole d formed in the gasket c (region II in FIG. 9). However, it is difficult to extend the region II having a high flow velocity to a wide range of the upper end portion of the cylinder barrel b, and even if this means is used, it is difficult to uniformly cool the entire cylinder barrel b.
これに対し、本実施形態のものにあっては、サイアミーズ水路16の下端から上端に亘って均一且つ高い流速で冷却水を流すことができる。しかも、この冷却水は、サイアミーズ部13の極近傍を流れている。更には、このサイアミーズ水路16に流れ込む冷却水は、シリンダバレル2から遮熱された状態で下側水路24を流れてきた比較的温度の低いものである。このため、特に、燃焼室に近くて高温度になりやすいシリンダバレル2の上端部分を効果的に冷却することが可能であり、サイアミーズシリンダバレル3の全体を均一に冷却することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the cooling water can flow at a uniform and high flow rate from the lower end to the upper end of the siamese water channel 16. Moreover, this cooling water flows in the very vicinity of the siamese portion 13. Further, the cooling water flowing into the siamese water channel 16 is a relatively low temperature which has flowed through the lower water channel 24 while being shielded from the cylinder barrel 2. Therefore, in particular, it is possible to effectively cool the upper end portion of the cylinder barrel 2 that is close to the combustion chamber and easily reaches a high temperature, and the entire Siamese cylinder barrel 3 can be uniformly cooled.
−その他の実施形態−
上述した実施形態では、自動車用直列4気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明したが、エンジンとしては自動車用に限らず、その他の用途に使用されるものに対しても本発明は適用可能である。また、気筒数は4気筒に限らず、エンジン形式も直列型に限らず、V型や水平対向型等にも適用可能である。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to an in-line four-cylinder gasoline engine for automobiles has been described. However, the present invention is not limited to automobiles but is also applied to those used for other purposes. Is possible. Further, the number of cylinders is not limited to four, and the engine type is not limited to the in-line type, but can be applied to a V type, a horizontally opposed type, and the like.
また、上記実施形態では、ジャケットパーティション12を一体成形品としたが、複数の部材が組み合わされてジャケットパーティション12を構成する組立部品で構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the jacket partition 12 was made into the integrally molded product, you may comprise by the assembly component which comprises the jacket partition 12 combining several members.
実施形態に係るエンジンの各シリンダボア及びその周辺部を示すシリンダブロックの平面図である。It is a top view of a cylinder block showing each cylinder bore of an engine concerning an embodiment, and its peripheral part. ジャケットパーティションを示す側面図である。It is a side view which shows a jacket partition. 図2におけるIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow III in FIG. 2. 図1におけるIV-IV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line in FIG. 図1におけるV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line in FIG. 図1におけるVI-VI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line in FIG. 図6におけるVII-VII線に対応した位置の断面図である。It is sectional drawing of the position corresponding to the VII-VII line in FIG. 従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing the vicinity of the siamese part of a conventional water jacket. 従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the siamese part periphery of the conventional water jacket. 実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing the periphery of the siamese part of the water jacket according to the embodiment. 実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the siamese part periphery of the water jacket which concerns on embodiment. 従来例におけるサイアミーズ部周辺の温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature distribution around the siamese part in a prior art example. 従来例におけるウォータジャケット内の冷却水流速分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cooling water flow velocity distribution in the water jacket in a prior art example.
符号の説明Explanation of symbols
1 シリンダブロック
4 シリンダボア
6 ウォータジャケット(冷却水通路)
12 ジャケットパーティション(水路形成部材)
15 パーティション壁(分岐流路形成部)
16 サイアミーズ水路(分岐流路)
21 隔壁(仕切部材)
24 下側水路(クランク側水路)
26 上側水路(燃焼室側水路)
27 アッパ部(上側水路形成部)
28 ロア部(下側水路形成部)
1 Cylinder block 4 Cylinder bore 6 Water jacket (cooling water passage)
12 Jacket partition (water channel forming member)
15 Partition wall (branch channel forming part)
16 Siamese water channel (branch channel)
21 Bulkhead (partition member)
24 Lower water channel (crank side water channel)
26 Upper water channel (combustion chamber side water channel)
27 Upper part (upper water channel forming part)
28 Lower part (lower waterway formation part)

Claims (5)

  1. 多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路を備え、シリンダ列方向に沿って冷却水を流すことによってシリンダを冷却する内燃機関の冷却構造において、
    互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部は、その冷却水通路におけるシリンダ軸線方向のクランク側から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路として形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
    In a cooling structure of an internal combustion engine that includes a cooling water passage formed so as to surround an outer periphery of a cylinder bore of a multi-cylinder internal combustion engine and cools a cylinder by flowing cooling water along a cylinder row direction,
    A part of the cooling water passage in the vicinity of the boundary portion between the cylinder bores adjacent to each other is formed as a branch water passage through which the cooling water flows from the crank side in the cylinder axial direction toward the combustion chamber side in the cooling water passage. A cooling structure of an internal combustion engine characterized by the above.
  2. 上記請求項1記載の内燃機関の冷却構造において、
    冷却水通路は、シリンダ列方向に沿って延びる仕切部材により、シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路とに区画されている一方、
    分岐水路は上記クランク側水路に連通して形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
    In the internal combustion engine cooling structure according to claim 1,
    The cooling water passage is formed by a partition member extending along the cylinder row direction, and a combustion chamber side water passage for flowing cooling water along the cylinder row direction through the combustion chamber side portion of the cylinder bore, and a crank side portion of the cylinder bore along the cylinder row direction. While being divided into a crank-side water channel that allows cooling water to flow,
    A cooling structure for an internal combustion engine, wherein the branch water passage is formed to communicate with the crank water passage.
  3. 上記請求項2記載の内燃機関の冷却構造において、
    燃焼室側水路、クランク側水路及び分岐水路は、冷却水通路内に配設された水路形成部材によって区画形成されており、
    上記燃焼室側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側の側壁との間で形成されている一方、クランク側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側とは反対側の側壁との間で形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
    In the cooling structure for an internal combustion engine according to claim 2,
    The combustion chamber side water channel, the crank side water channel, and the branch water channel are partitioned by a water channel forming member disposed in the cooling water channel,
    The combustion chamber side water channel is formed between the water channel forming member and the cylinder bore side wall in the cooling water passage, while the crank side water channel is a side wall opposite to the cylinder bore side in the water channel forming member and the cooling water channel. And a cooling structure for an internal combustion engine.
  4. 上記請求項1、2または3記載の内燃機関の冷却構造において、
    サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関に適用されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
    In the cooling structure for an internal combustion engine according to claim 1, 2, or 3,
    A cooling structure for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine including a cylinder block having a siamese structure.
  5. 多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路の内部に配設されて、この冷却水通路内に複数の水路を区画形成するための水路形成部材であって、
    シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路を形成する燃焼室側水路形成部と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路を形成するクランク側水路形成部と、このクランク側水路に連通し且つ互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分において冷却水通路のクランク側位置から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路を形成する分岐水路形成部とを備えていることを特徴とする水路形成部材。
    A water passage forming member disposed inside a cooling water passage formed so as to surround an outer periphery of a cylinder bore of a multi-cylinder internal combustion engine, and for partitioning a plurality of water passages in the cooling water passage,
    A combustion chamber side water passage forming portion for forming a combustion chamber side water passage for flowing cooling water along the cylinder row direction in the combustion chamber side portion of the cylinder bore, and a crank side for flowing cooling water along the cylinder row direction in the crank side portion of the cylinder bore A crank-side water passage forming portion that forms a water passage, and a branch water passage that circulates the cooling water from the crank-side position of the cooling water passage toward the combustion chamber side at a boundary portion between the cylinder bores that communicate with the crank-side water passage and are adjacent to each other. A water channel forming member comprising a branch water channel forming part to be formed.
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